第1章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本概念(1)

1.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務與特點(1)

1.1.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(1)

1.1.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(3)

1.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成與原理(4)

1.2.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成(4)

1.2.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理(5)

1.3 水輪機調(diào)速器的分類和發(fā)展(9)

1.3.1 調(diào)速器的分類(9)

1.3.2 調(diào)速器的發(fā)展(12)

1.4 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要元件特性(13)

1.4.1 測量元件(14)

1.4.2 放大元件(16)

1.4.3 反饋元件(27)

1.4.4 水輪發(fā)電機組(29)

1.5 課后習題(30)

第2章 電氣液壓型調(diào)速器(31)

2.1 測頻回路(32)

2.1.1 永磁機LC測頻回路(32)

2.1.2 發(fā)電機殘壓脈沖頻率測量回路(34)

2.1.3 齒盤與磁頭脈沖頻率測量回路(39)

2.1.4 發(fā)電機殘壓數(shù)字測頻電路(41)

2.1.5 幾種測頻回路的比較(44)

2.2 校正回路(45)

2.2.1 軟反饋回路（緩沖回路）(45)

2.2.2 測頻微分回路(48)

2.2.3 積分器回路(50)

2.3 功率給定、調(diào)差及人工失靈區(qū)回路(50)

2.3.1 功率給定、調(diào)差及跟蹤回路(50)

2.3.2 人工失靈區(qū)回路(51)

2.4 綜合放大與開度限制回路(53)

2.4.1 綜合放大回路(54)

2.4.2 開度限制回路(57)

2.5 電氣協(xié)聯(lián)裝置(59)

2.6 電液轉換器(63)

2.7 課后習題(67)

第3章 水輪機微機控制技術(68)

3.1 微機調(diào)速器的結構與原理(69)

3.1.1 一般計算機控制系統(tǒng)的結構(69)

3.1.2 微機調(diào)速器的系統(tǒng)結構及主要功能(72)

3.1.3 微機調(diào)節(jié)器的硬件(74)

3.1.4 微機調(diào)節(jié)器的工作原理(80)

3.2 微機調(diào)速器的調(diào)節(jié)模式(81)

3.2.1 微機調(diào)速器的工作狀態(tài)(81)

3.2.2 微機調(diào)速器的調(diào)節(jié)模式(83)

3.2.3 微機調(diào)速器的開機控制(86)

3.2.4 微機調(diào)速器的停機控制(88)

3.2.5 微機調(diào)速器的并網(wǎng)與解列控制(88)

3.2.6 數(shù)字協(xié)聯(lián)與實現(xiàn)(89)

3.2.7 微機調(diào)速器的軟件配置(92)

3.3 微機調(diào)速器的控制算法(94)

3.3.1概述(94)

3.3.2 位置型離散PID控制算法(95)

3.3.3 增量型離散PID控制算法(96)

3.3.4 PID控制算法的改進(96)

3.3.5 微機調(diào)速器常用的PID控制系統(tǒng)結構(98)

3.4 新型PID控制算法(100)

3.4.1 分數(shù)階理論與分數(shù)階PID控制器(100)

3.4.2 自適應模糊PID控制器(101)

3.5 課后習題(106)

第4章 水輪機調(diào)速器伺服系統(tǒng)與油壓裝置(107)

4.1 液壓放大元件(108)

4.1.1 液壓放大原理(108)

4.1.2 主配壓閥(109)

4.1.3 主接力器(113)

4.2 電液轉換器伺服系統(tǒng)(117)

4.3 電液比例閥伺服系統(tǒng)(121)

4.4 電機式伺服系統(tǒng)(124)

4.4.1 步進電機伺服系統(tǒng)(124)

4.4.2 直流電機伺服系統(tǒng)(129)

4.4.3 交流電機伺服系統(tǒng)(131)

4.5 電磁換向閥伺服系統(tǒng)(133)

4.6 導葉分段關閉裝置(135)

4.6.1 接力器導葉分段關閉裝置(135)

4.6.2 導葉分段關閉閥(136)

4.7 事故配壓閥(137)

4.8 油壓裝置(139)

4.8.1 調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置的特點和要求(139)

4.8.2 油壓裝置的組成與工作原理(140)

4.8.3 油壓裝置的系列(146)

4.9 課后習題(148)

第5章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學模型(149)

5.1 調(diào)速器數(shù)學模型(149)

5.1.1 微機調(diào)節(jié)器模型(150)

5.1.2 液壓執(zhí)行機構非線性模型(151)

5.2水力系統(tǒng)數(shù)學模型(152)

5.2.1 壓力引水管道模型(152)

5.2.2 調(diào)壓井模型(154)

5.2.3 特征線求解模型(155)

5.3水輪機數(shù)學模型(156)

5.3.1 線性數(shù)學模型(156)

5.3.2 基于全工況特性曲線的非線性數(shù)學模型(157)

5.4 發(fā)電機及負載數(shù)學模型(159)

5.5 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體數(shù)學模型(160)

5.5.1 調(diào)速系統(tǒng)線性模型(160)

5.5.2 調(diào)速系統(tǒng)非線性模型(160)

5.6 課后習題(163)

第6章 調(diào)水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動靜特性(164)

6.1 機組并列運行靜態(tài)分析(164)

6.1.1 調(diào)差機構(165)

6.1.2 轉速調(diào)整機構(168)

6.1.3 調(diào)速器在電力系統(tǒng)調(diào)頻中的作用(170)

6.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性(172)

6.2.1 開環(huán)與閉環(huán)傳遞函數(shù)(172)

6.2.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)響應特性(174)

6.2.3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)響應特性(180)

6.2.4 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)響應特性(181)

6.3 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(183)

6.4 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定(188)

6.4.1 極點配置法(189)

6.4.2 開環(huán)頻率特性法(191)

6.4.3 運行工況的影響(194)

6.4.4 調(diào)速器參數(shù)整定的簡易估算法(196)

6.5 課后習題(198)

第7章 調(diào)節(jié)保證計算和設備配置(199)

7.1 調(diào)節(jié)保證計算的任務與標準(199)

7.1.1 調(diào)節(jié)保證計算的任務(199)

7.1.2 調(diào)節(jié)保證計算的標準(200)

7.2 水擊壓力和轉速上升計算(201)

7.2.1 水擊現(xiàn)象分類(201)

7.2.2 水擊壓力計算(203)

7.2.3 轉速壓力計算(207)

7.3 調(diào)節(jié)保證的計算流程與實例(212)

7.3.1 調(diào)節(jié)保證計算步驟(212)

7.3.2 調(diào)節(jié)保證計算實例(212)

7.4 調(diào)節(jié)設備選型(214)

7.4.1 調(diào)速器型號的命名(214)

7.4.2 中小型調(diào)速器容量計算(215)

7.4.3 大型調(diào)速器容量計算(216)

7.5 改善大波動過渡過程的措施(219)

7.5.1 增加機組的GD2(219)

7.5.2 設置調(diào)壓室(219)

7.5.3 裝設調(diào)壓閥(220)

7.5.4 改變導葉關閉規(guī)律(221)

7.5.5 裝設爆破膜(222)

7.6 課后習題(223)

第8章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)字仿真(225)

8.1 MATLAB及其控制系統(tǒng)工具箱(226)

8.1.1 MATLAB語言基礎(226)

8.1.2 MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱與水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析(229)

8.1.3 LTI Viewer(236)

8.2 Simulink與水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真(238)

8.2.1 用Simulink進行控制系統(tǒng)仿真的步驟(239)

8.2.2 用Simulink實現(xiàn)水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真(242)

8.3 S-函數(shù)及其應用(252)

8.3.1 S-函數(shù)的基本概念(252)

8.3.2 用MATLAB語句編寫S�埠瘮�(shù)(253)

8.3.3 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性仿真(256)

8.4 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)大波動過渡過程仿真(258)

8.4.1 水擊計算的特征線法(258)

8.4.2 基本邊界條件(261)

8.4.3 水輪機非線性數(shù)學模型(267)

8.4.4 計算步長選取(268)

8.4.5 大波動過渡過程計算步驟(269)

8.4.6 計算實例(273)

8.5 課后習題(275)

第9章 調(diào)速器控制規(guī)律優(yōu)化(276)

9.1 優(yōu)化算法(277)

9.1.1 引力搜索算法(277)

9.1.2 改進引力搜索方法(279)

9.2 調(diào)速器導葉開啟規(guī)律優(yōu)化(281)

9.2.1 一段式開機(281)

9.2.2 二段式開機(281)

9.2.3 智能開機(283)

9.2.4 實例分析(285)

9.3 調(diào)速器導時關閉規(guī)律優(yōu)化(291)

9.3.1 抽水蓄能機組非線性仿真平臺(292)

9.3.2 導葉規(guī)律優(yōu)化問題描述(292)

9.3.3 單目標導葉關閉規(guī)律優(yōu)化(295)

9.3.4 多目標導葉關閉規(guī)律優(yōu)化(300)

9.4 調(diào)速器控制參數(shù)優(yōu)化(305)

9.4.1 抽水蓄能機組調(diào)速系統(tǒng)分數(shù)階PID控制器設計與參數(shù)優(yōu)化(305)

9.4.2 抽水蓄能機組模糊控制器參數(shù)優(yōu)化(324)

9.5 課后習題(332)

第10章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)現(xiàn)場試驗(333)

10.1 試驗裝置與標準(333)

10.1.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗裝置(333)

10.1.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗標準(334)

10.2 調(diào)速器的整機調(diào)整和靜態(tài)試驗(334)

10.2.1 調(diào)速器的整機調(diào)整試驗(334)

10.2.2 調(diào)速器的靜態(tài)特性試驗(339)

10.3 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性試驗(341)

10.3.1 單機空載穩(wěn)定性觀測(342)

10.3.2 空載擾動試驗(343)

10.3.3 負載擾動試驗(345)

10.3.4 甩負荷試驗(346)

10.3.5 接力器不動時間測定試驗(348)

10.3.6 帶負荷連續(xù)72 h運行試驗(349)

10.4 課后習題(349)

參考文獻 (350)